JP2019100359A - Sealing device - Google Patents

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渉 ▲徳▼永
渉 ▲徳▼永
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  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Abstract

To suppress deterioration of sealability, in a sealing device having an energization member for energizing a lip part.SOLUTION: A sealing device comprises: a seal body 10 that has an annular trunk body part 18, an outer peripheral base part 12 extending from the trunk body part 18 to a radially outward side and an external side (A), and an elastic body-based lip part 13 configured to extend from the trunk body part 18 to the radially outward side and the external side to contact with an outer peripheral surface of a shaft 200, and that is mounted on an inner peripheral surface of a housing 300; and an energization member 20 that is provided in an annular groove 17 formed by the outer peripheral base part 12, the trunk body part 18 and the lip part 13 of the seal body 10, and that energizes the lip part 13 toward the outer peripheral surface of the shaft 200. In the lip part 13, a plurality of slits 15 is provided at intervals in a circumferential direction so as to penetrate an outer peripheral surface 133 and inner peripheral surface 134 of the lip part 13 and extend from a tip 132 of the external side (A) toward an equipment internal side (M).SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、油圧シリンダ装置等の軸周のダストシール等として用いられる密封装置に関する。   The present invention relates to a sealing device used as a dust seal or the like around a shaft of a hydraulic cylinder device or the like.

外部から機器内への異物の侵入を抑制するための密封装置として、ゴムやウレタン、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、樹脂等の弾性材料を用いたダストシールが用いられる。軸に固着したダストを掻き落とす機能が求められるダストシールではシールリップに高い剛性が求められるため、ダストシールの材料として高硬度のゴムやウレタン、樹脂等が用いられる。しかしながら、クリープや劣化によりダストシールに塑性変形(へたり)が生じ、シール性が低下するという課題があるため、シール性を長期に維持する技術が求められている。   A dust seal using an elastic material such as rubber, urethane, PTFE (polytetrafluoroethylene), or resin is used as a sealing device for suppressing the entry of foreign matter into the device from the outside. In a dust seal that is required to have the function of scraping off dust that has adhered to a shaft, high rigidity is required for the seal lip, and rubber, urethane, resin, or the like with high hardness is used as the material of the dust seal. However, since there is a problem that plastic deformation (swelling) occurs in the dust seal due to creep or deterioration, and the sealability is reduced, a technique for maintaining the sealability for a long time is required.

そこで、シール本体に形成された環状の装着溝内に金属製のスプリングを装着することで、シールリップが軸の外周面やハウジングの内周面に対して密着した状態を維持する技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。図9はこのような従来技術を示す図である。ピストン91に設けられた環状溝93に装着される環状のパッキン96には、軸線方向に開口した断面略U字形状の環状溝94が形成され、環状溝93の溝底に接触するシールリップ951及びシリンダ92の内周面に接触するシールリップ952を有する。環状溝94内には断面略V字形状の環状のスプリング98が装着されており、シールリップ951,952を径方向内外に付勢している。スプリング98の付勢力により、パッキンを構成するPTFE等の弾性材料にへたりが生じても、シールリップ951,952の締め代を維持することができる。   Therefore, a technique is known in which a seal lip is kept in close contact with the outer peripheral surface of the shaft and the inner peripheral surface of the housing by mounting a metal spring in an annular mounting groove formed in the seal body. (See, for example, Patent Document 1). FIG. 9 shows such a prior art. The annular packing 96 mounted in the annular groove 93 provided in the piston 91 is formed with an annular groove 94 having a substantially U-shaped cross section opened in the axial direction, and the seal lip 951 contacting the groove bottom of the annular groove 93 And a seal lip 952 in contact with the inner circumferential surface of the cylinder 92. An annular spring 98 having a substantially V-shaped cross section is mounted in the annular groove 94, and urges the seal lips 951 and 952 radially inward and outward. Due to the biasing force of the spring 98, even if the elastic material such as PTFE constituting the packing is deformed, the interference of the seal lips 951, 952 can be maintained.

しかしながら、このようなスプリングを有するダストシールは、使用機器への装着時の軸端面との干渉や軸の過大な偏心等により過度の荷重がかかると、スプリングが塑性変形してしまい、シールリップを付勢する機能が低下する可能性がある。そうすると、シールリップの締め代を維持することが困難となりシール性が低下するという課題がある。   However, if an excessive load is applied to the dust seal having such a spring due to interference with the shaft end face when mounted on the equipment used or excessive eccentricity of the shaft, etc., the spring is plastically deformed and a seal lip is attached. The ability to turn on may be reduced. Then, there is a problem that it is difficult to maintain the tightness of the seal lip and the sealability is reduced.

実開昭63−27763号公報Japanese Utility Model Publication No. 63-27763

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、リップ部を付勢する付勢部材を有する密封装置において、シール性の低下を抑制することができる技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing a decrease in sealability in a sealing device having a biasing member that biases a lip portion.

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の密封装置は、
軸とハウジングとの間の環状隙間を封止し外部から機器内部へのダストの侵入を抑制する密封装置であって、
環状の胴体部と、前記胴体部から径方向外側かつ外部側へ延びる外周基部と、前記胴体部から径方向内側かつ外部側へ延びて軸の外周面に接触するよう構成された弾性体製のリップ部と、を有し、ハウジングの内周面に装着されるシール本体と、
前記シール本体の外周基部、胴体部及びリップ部により形成される環状溝内に設けられ、前記リップ部を軸の外周面の方へ付勢する付勢部材と、
を備え、
前記リップ部には、前記リップ部の外周面と内周面を貫きかつ外部側の先端から機器内部側へ向かって延びるスリットが周方向に間隔を空けて複数設けられていることを特徴とする。
The present invention adopts the following means in order to solve the above problems.
That is, the sealing device of the present invention is
A sealing device for sealing an annular gap between a shaft and a housing to prevent dust from entering the device from the outside,
An annular body, an outer peripheral base extending radially outward and outward from the body, and an elastic body extending radially inward and outward from the body and contacting the outer peripheral surface of the shaft A seal body having a lip portion and attached to an inner circumferential surface of the housing;
An urging member provided in an annular groove formed by the outer peripheral base of the seal body, the body portion and the lip portion, and urging the lip portion toward the outer peripheral surface of the shaft;
Equipped with
The lip portion is characterized in that a plurality of slits extending through the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the lip portion and extending from the outer end to the device inner side are provided at intervals in the circumferential direction. .

このように構成された密封装置によれば、リップ部に複数のスリットが設けられていることによりリップ部の剛性が低くなり、付勢部材の付勢力が小さくてもリップ部を大きく変形させることができる。従って、リップ部を確実に軸の外周面に密着させることができ、付勢力の小さな付勢部材を用いた場合でも長期にわたってリップ部の締め代を確保することができ、密封装置の偏心追従性やシール性の低下を抑制することができる。   According to the sealing device configured as described above, the rigidity of the lip portion is lowered by providing the plurality of slits in the lip portion, and the lip portion is largely deformed even if the urging force of the urging member is small. Can. Therefore, the lip portion can be reliably brought into close contact with the outer peripheral surface of the shaft, and even when the biasing member having a small biasing force is used, the interference of the lip portion can be secured over a long period of time. And the decrease in sealability can be suppressed.

本発明においては、前記スリットは、軸線方向に対し角度を付けて設けられていてもよい。   In the present invention, the slit may be provided at an angle to the axial direction.

これにより、スリットを介して外部から異物が機器内部に侵入することを抑制できる。   As a result, it is possible to prevent foreign matter from invading the inside of the device from the outside through the slit.

本発明においては、前記リップ部は、前記複数のスリットの周方向の幅の合計を除いた前記リップ部の前記軸との接触面における周長が、前記軸の外周面の周長以下になるように設計されるとよい。   In the present invention, in the lip portion, the circumferential length in the contact surface of the lip portion with the axis excluding the total of the circumferential widths of the plurality of slits is equal to or less than the circumferential length of the outer peripheral surface of the axis It should be designed as

これにより、密封装置が装着され、付勢部材の付勢力によってリップ部が軸の外周面に密着した状態において、リップ部にスリットを設けたことに起因して生じる隙間はゼロに近い小さいものになる。従って、スリットを介して外部から異物が機器内部に侵入することを抑制できる。   Thereby, in a state where the sealing device is mounted and the lip portion is in close contact with the outer peripheral surface of the shaft by the biasing force of the biasing member, the gap generated due to providing the slit in the lip portion is small Become. Therefore, it is possible to prevent foreign matter from invading the inside of the device from the outside through the slit.

本発明においては、前記リップ部と前記リップ部が接触する軸の外周面とのなす角度は、機器内部側における角度より外部側における角度の方が大きいとよい。   In the present invention, the angle between the lip and the outer peripheral surface of the shaft with which the lip is in contact is preferably larger at the outer side than at the inner side of the device.

これにより、リップ部と軸の外周面との間のシール面における面圧が外部側においてより大きくなる。従って、軸がハウジングに対し相対的に往復移動する場合に、液体ダストに対する高いシール性が得られる。   Thereby, the surface pressure on the seal surface between the lip portion and the outer peripheral surface of the shaft becomes larger on the outside side. Therefore, when the shaft reciprocates relative to the housing, high sealing performance against liquid dust is obtained.

本発明においては、前記付勢部材は、前記リップ部を径方向内側に付勢するコイルスプリングであるとよい。   In the present invention, the biasing member may be a coil spring that biases the lip inward in the radial direction.

コイルスプリングは塑性変形しにくい性質があるため、付勢部材としてコイルスプリングを用いることにより、密封装置の装着時や軸の過大な偏心等により付勢部材に大きな荷重がかかっても付勢部材が塑性変形することによる密封装置のシール性の低下を抑制することができる。シール本体の寸法によっては、コイルスプリングの弾性力(緊迫力)は大きくしにくい。しかしながら、コイルスプリングが径方向内側に押圧するリップ部にはスリットが設けられており、リップ部の剛性が低いため、コイルスプリングの弾性力が小さくても十分にリップ部を変形させることができる。従って、シール性の低下を抑制することができるとともに、密封装置に作用する荷重により付勢部材が塑性変形してしまうことも抑制することができる。   Since the coil spring has a property that plastic deformation does not easily occur, by using the coil spring as the biasing member, even if a large load is applied to the biasing member due to attachment of the sealing device or excessive eccentricity of the shaft, etc. It is possible to suppress the decrease in sealability of the sealing device due to plastic deformation. Depending on the size of the seal body, it is difficult to increase the elastic force (tension force) of the coil spring. However, a slit is provided in the lip portion where the coil spring presses inward in the radial direction, and the rigidity of the lip portion is low, so that the lip portion can be sufficiently deformed even if the elastic force of the coil spring is small. Therefore, while being able to suppress a fall of sealing performance, it can also control that an energizing member is plastically deformed by the load which acts on a sealing device.

本発明においては、前記付勢部材は、屈曲した端部と、前記端部から径方向外側へ延びて前記外周基部の内周面を押圧する外周押圧部と、前記端部から径方向内側へ延びて前記リップ部の外周面を押圧する内周押圧部と、を有する金属製の板ばねであるとよい。   In the present invention, the biasing member has a bent end, an outer peripheral pressing portion extending radially outward from the end and pressing the inner peripheral surface of the outer peripheral base, and radially inward from the end. It is good if it is a metal leaf | plate spring which has and the inner peripheral pressing part which extends and presses the outer peripheral surface of the said lip | rip part.

このように構成された略V字形状又はU字形状の金属製の板ばねは、内周押圧部の一端から端部までの長さ及び外周押圧部の一端から端部までの長さ(軸線方向の長さ)を長くし、内周押圧部の一端から外周押圧部の一端までの長さ(径方向の長さ)を短くすることによって、塑性変形しにくくなり、径方向の長さが略ゼロとなるほどの変形に対しても弾性変形するよう設計することができる。従って、密封装置の装着時や軸の過大な偏心等により付勢部材に大きな荷重がかかっても付勢部材が塑性変形することによる密封装置のシール性の低下を抑制することができる。ここで、板ばねの軸線方向の長さを長くして径方向の長さを短くすると板ばねの弾性力(緊迫力)が小さくなる。しかしながら、板ばねが径方向内側に押圧するリップ部にはスリットが設けられており、リップ部の剛性が低いため、ばね部材の弾性力が小さくても十分にリップ部を変形させることができる。従って、シール性の低下を抑制することができるとともに、密封装置に作用する荷重により付勢部材が塑性変形してしまうことも抑制することができる。   The substantially V-shaped or U-shaped metal plate spring configured in this manner has a length from one end to the end of the inner peripheral pressing portion and a length from one end to the end of the outer peripheral pressing portion (axis By lengthening the length in the direction and shortening the length (radial length) from one end of the inner circumferential pressing portion to one end of the outer circumferential pressing portion, plastic deformation is less likely to occur, and the radial length is It can be designed to be elastically deformed even to almost zero deformation. Therefore, even if a large load is applied to the biasing member due to mounting of the sealing device or excessive eccentricity of the shaft or the like, it is possible to suppress deterioration in sealing performance of the sealing device due to plastic deformation of the biasing member. Here, if the axial length of the leaf spring is increased and the radial length is shortened, the elastic force (tension force) of the leaf spring is reduced. However, since the lip is provided with a slit and the leaf spring presses inward in the radial direction, and the rigidity of the lip is low, the lip can be sufficiently deformed even if the elastic force of the spring member is small. Therefore, while being able to suppress a fall of sealing performance, it can also control that an energizing member is plastically deformed by the load which acts on a sealing device.

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。   The above-described configurations may be combined and used as much as possible.

本発明によれば、リップ部を付勢するばね部材を有する密封装置において、シール性の低下を抑制することができる。   According to the present invention, in the sealing device having a spring member that biases the lip portion, it is possible to suppress the decrease in sealing performance.

図1は本発明の実施例1に係る密封装置の模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to a first embodiment of the present invention. 図2は本発明の実施例1に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the mounted state of the sealing device according to the first embodiment of the present invention. 図3は本発明の実施例1に係る密封装置の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the sealing device according to the first embodiment of the present invention. 図4は本発明の実施例1に係る密封装置の一部を拡大した斜視図である。FIG. 4 is an enlarged perspective view of a part of the sealing device according to the first embodiment of the present invention. 図5は本発明の実施例1に係る密封装置の図1のBB断面による模式的断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1 of the sealing device according to the first embodiment of the present invention. 図6は本発明の実施例2に係る密封装置の一部を拡大した斜視図である。FIG. 6 is an enlarged perspective view of a part of a sealing device according to a second embodiment of the present invention. 図7は本発明の実施例2に係る密封装置の図1のBB断面による模式的断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the sealing device according to the second embodiment of the present invention taken along the line BB in FIG. 図8は本発明の実施例3に係る密封装置の模式的断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to a third embodiment of the present invention. 図9は従来技術を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the prior art.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, with reference to the drawings, modes for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail based on examples. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to them unless otherwise specified. .

図1〜図8を参照して、本発明の実施例に係る密封装置について説明する。本実施例に係る密封装置は、自動車や建設機械、一般の産業用機械等の油圧シリンダやサスペンション等の、軸とハウジングとが相対的に移動する機構において外部から土砂、鉱石、油、水、氷、樹液等の異物(ダスト)が機器内へ侵入することを抑制するダストシールに好適に適用することができる。また、軸がハウジングに対して、相対的に往復移動する場合、相対的に回転する場合、相対的に揺動する場合、これらの任意の組み合わせの場合にも、本実施例に係る密封装置を適用することができる。なお、以下の説明において、軸線とは、軸の中心軸線を意味する。   A sealing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. The sealing device according to the present embodiment is a mechanism in which the shaft and the housing move relative to each other, such as hydraulic cylinders and suspensions of automobiles, construction machines, general industrial machines, etc., from outside, earth and sand, ore, oil, water, It can apply suitably to the dust seal which controls that foreign substances (dust), such as ice and sap, enter into an apparatus. In addition, the sealing device according to the present embodiment is also applicable to the case where the shaft reciprocates relative to the housing, rotates relative to the housing, pivots relative to the housing, and any combination thereof. It can apply. In the following description, an axis means the central axis of the axis.

(実施例1)
図3は実施例1に係る密封装置100の全体の形状を示す斜視図である。図3に示すように、密封装置100は環状であり、回転対称形状を有する。密封装置100の回転対称軸を含む平面による断面(図3のAA断面)による模式的断面図を図1に示す。図1において、密封装置100は、弾性体製のシール本体10と、シール本体10の環状溝17内に抜け止めされた状態で配置される金属製の板ばね20と、シール本体10が一体に設けられた補強環14とを有する。
Example 1
FIG. 3 is a perspective view showing the overall shape of the sealing device 100 according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the sealing device 100 is annular and has a rotationally symmetrical shape. A schematic cross-sectional view by a cross section (AA cross section in FIG. 3) according to a plane including the rotational symmetry axis of the sealing device 100 is shown in FIG. In FIG. 1, in the sealing device 100, the seal body 10 made of an elastic body, the metal plate spring 20 disposed in a state of being prevented from coming off in the annular groove 17 of the seal body 10, and the seal body 10 are integrated. And a reinforcing ring 14 provided.

図2に示すように、密封装置100は、軸200が挿入されるシリンダ300の端部材320の内周面に設けられた環状の装着溝310に保持され、軸200の外周面とシリンダ300の内周面との間の環状隙間を密封し、図中右側の外部側(A)から図中左側の機器内部側(M)にダストが侵入することを抑制するとともに、軸200の外周面に付着したダストを掻き落とす役割も果たす。シール本体10は、装着溝310に装着されることでシリンダ300に対して固定されている。軸200がシリンダ300に対して相対的に軸線方向に往復移動すると、シール本体10は軸200の外周面に対し摺動する。   As shown in FIG. 2, the sealing device 100 is held by an annular mounting groove 310 provided on the inner peripheral surface of the end member 320 of the cylinder 300 into which the shaft 200 is inserted. An annular gap between the inner circumferential surface and the inner circumferential surface is sealed, dust is prevented from entering from the outer side (A) on the right side in the figure to the device inner side (M) on the left side in the figure, It also plays the role of scraping off attached dust. The seal body 10 is fixed to the cylinder 300 by being mounted in the mounting groove 310. When the shaft 200 reciprocates in the axial direction relatively to the cylinder 300, the seal body 10 slides on the outer peripheral surface of the shaft 200.

シール本体10は、PTFE、ゴム、ウレタン、樹脂等を材料とし、回転対称形状である。シール本体10は、環状の胴体部18と、胴体部18から径方向外側かつ外部側(A)へ延びる外周基部12と、胴体部18から径方向内側かつ外部側(A)へ延びて軸200の外周面に接触するように構成された弾性体製のリップ部13とを有し、軸線を含む平面による断面が略U字形をなす。   The seal body 10 is made of PTFE, rubber, urethane, resin or the like, and has a rotationally symmetrical shape. The seal body 10 has an annular body portion 18, an outer peripheral base 12 extending radially outward and outward (A) from the body portion 18, and a shaft 200 extending radially inward and outward (A) from the body portion 18. And an elastic lip portion 13 configured to be in contact with the outer peripheral surface of the frame, and the cross section of the plane including the axis line is substantially U-shaped.

外周基部12は、補強環14の筒部141の内周面に接合され、胴体部18は補強環14のフランジ部142の内側面に接合される。外周基部12には、板ばね20の抜け落ちを抑制するために、軸線方向の先端に径方向内側に向かって突出した環状の突起121が設けられている。シール本体10の外周基部12、胴体部18及びリップ部13により形成される環状溝17は、外部側へ開放された断面略U字形状をなす。   The outer peripheral base 12 is joined to the inner circumferential surface of the cylindrical portion 141 of the reinforcing ring 14, and the body portion 18 is joined to the inner side surface of the flange portion 142 of the reinforcing ring 14. The outer circumferential base portion 12 is provided with an annular protrusion 121 projecting radially inward at a tip end in the axial direction in order to suppress the falling of the plate spring 20. An annular groove 17 formed by the outer peripheral base portion 12, the body portion 18 and the lip portion 13 of the seal main body 10 has a substantially U-shaped cross section opened outward.

リップ部13の軸200の外周面に密接する先端131はシャープリップ又は微小なRリップ(例えばR0.1〜R0.2)に形成されている。リップ部13の機器内部側(M)の内周面134とリップ部13が接触する軸200の外周面とのなす角度αに対し、リップ部13の外部側(A)の内周面135とリップ部13が接触する軸200の外周面とのなす角度βの方が大きい。   A tip 131 in close contact with the outer peripheral surface of the shaft 200 of the lip portion 13 is formed as a sharp lip or a minute R lip (for example, R 0.1 to R 0.2). An inner circumferential surface 135 of the outer side (A) of the lip portion 13 with an angle α between the inner circumferential surface 134 of the device inner side (M) of the lip portion 13 and an outer circumferential surface of the shaft 200 with which the lip portion 13 contacts. The angle β with the outer peripheral surface of the shaft 200 with which the lip portion 13 contacts is larger.

板ばね20は、シール本体10の環状溝17内に装着され、ステンレス鋼等の金属の薄板からなる環状の板ばねである。板ばね20は、リップ部13を軸200の外周面の方へ付勢する。板ばね20は、環状溝17の溝底に沿って位置する端部23と、端部23から径方向外側へ延びてシール本体10の外周基部12の内周面を押圧する外周押圧部21と、端部23から径方向内側へ延びてシール本体10のリップ部13の外周面を押圧する内周押圧部22と、を有し、軸線を含む平面による断面は略V字形状又はU字形状をなす。板ばね20の外周押圧部21の外部側(A)の先端211は、外周基部12の外部側(A)先端に設けられた板ばね20の抜け止め用の突起121に係止される。   The leaf spring 20 is an annular leaf spring mounted in the annular groove 17 of the seal body 10 and made of a thin plate of metal such as stainless steel. The leaf spring 20 biases the lip portion 13 toward the outer peripheral surface of the shaft 200. The leaf spring 20 has an end 23 located along the groove bottom of the annular groove 17 and an outer peripheral pressing portion 21 extending radially outward from the end 23 and pressing the inner peripheral surface of the outer peripheral base 12 of the seal body 10. , And an inner peripheral pressing portion 22 extending radially inward from the end portion 23 to press the outer peripheral surface of the lip portion 13 of the seal main body 10, and a cross section by a plane including the axis is substantially V-shaped or U-shaped I The tip end 211 of the outer side (A) of the outer peripheral pressing portion 21 of the leaf spring 20 is engaged with a protrusion 121 for preventing the leaf spring 20 provided at the tip of the outer side (A) of the outer peripheral base 12.

板ばね20は、シール本体10への組み込み前の状態すなわち自由状態では、図1に示すように、外周押圧部21の先端211と内周押圧部22の先端221との間の径方向距離L2は、シール本体10の外周基部12の突起121とリップ部13の外周側の先端132との間の径方向距離L1よりも大きい。従って、板ばね20は、シール本体10の環状溝17に組み込まれた状態において、径方向に圧縮され弾性変形しており、それにより生じる弾性力により、外周押圧部21は外周基部12の内周面を径方向外側に押圧するとともに、内周押圧部22はリップ部13の外周面を径方向内側に押圧する。   In the state before the leaf spring 20 is incorporated into the seal main body 10, that is, in the free state, as shown in FIG. 1, the radial distance L2 between the tip 211 of the outer circumferential pressing portion 21 and the tip 221 of the inner circumferential pressing portion 22 Is larger than the radial distance L1 between the protrusion 121 of the outer peripheral base 12 of the seal body 10 and the tip 132 on the outer peripheral side of the lip portion 13. Therefore, the plate spring 20 is radially compressed and elastically deformed in a state of being incorporated in the annular groove 17 of the seal main body 10, and the outer circumferential pressing portion 21 is the inner periphery of the outer circumferential base 12 by the elastic force generated thereby. While pressing the surface radially outward, the inner peripheral pressing portion 22 presses the outer peripheral surface of the lip portion 13 radially inward.

板ばね20は、外周押圧部21及び内周押圧部22の軸線方向の長さL3に対して、シール本体10の環状溝17に組み込まれた状態における径方向の長さL1が短くなるように設計している。   The leaf spring 20 is such that the radial length L1 in the state of being incorporated in the annular groove 17 of the seal main body 10 is shorter than the axial length L3 of the outer peripheral pressing portion 21 and the inner peripheral pressing portion 22. I'm designing.

補強環14は、金属等の高剛性材料からなり、筒部141と、筒部141の軸線方向の一端から径方向内側へ延びるフランジ部142を有し、軸線を通る平面による断面が略L字形をなす。筒部141の外径は、図2に示すシリンダ300の端部材320の装着溝310の内径よりもわずかに大径であり、装着溝310に適当な締め代をもって圧入可能に構成される。   The reinforcing ring 14 is made of a high rigidity material such as metal, and has a cylindrical portion 141 and a flange portion 142 extending inward in the radial direction from one end in the axial direction of the cylindrical portion 141. I The outer diameter of the cylindrical portion 141 is slightly larger than the inner diameter of the mounting groove 310 of the end member 320 of the cylinder 300 shown in FIG. 2 and can be press-fit into the mounting groove 310 with an appropriate interference.

密封装置100の一部を拡大した斜視図を図4に示す。また、密封装置100の周方向に平行な面による断面(図1のBB断面)による模式的断面図を図5に示す。なお、図4、図5において板ばね20は図示していない。図4、図5に示すように、実施例1の密封装置100のシール本体10のリップ部13には、リップ部13の外周面133と内周面134を貫きかつ外部側(A)の先端132から機器内部側(M)へ向かって延びるスリット15が周方向に間隔を空けて複数設けられている。スリット15を有するシール本体10は、射出成型又は切削加工により製作される。   The perspective view which expanded a part of sealing device 100 is shown in FIG. Further, FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a cross section (BB cross section of FIG. 1) taken along a plane parallel to the circumferential direction of the sealing device 100. The plate spring 20 is not shown in FIGS. 4 and 5. As shown in FIGS. 4 and 5, the lip 13 of the seal body 10 of the sealing device 100 of the first embodiment penetrates the outer peripheral surface 133 and the inner peripheral surface 134 of the lip 13 and is the tip of the outer side (A). A plurality of slits 15 extending from 132 to the device inner side (M) are provided at intervals in the circumferential direction. The seal body 10 having the slits 15 is manufactured by injection molding or cutting.

リップ部13は、複数のスリット15の周方向の幅Wの合計W×N(Nはスリットの数)を除いたリップ部13の周長が、軸200の周長以下になるように設計される。すなわち、スリットの周方向の幅の分だけ、軸の外径よりも大きめにリップ部13の内径を設計する。   The lip portion 13 is designed such that the circumferential length of the lip portion 13 excluding the sum W × N (N is the number of slits) of the circumferential widths W of the plurality of slits 15 is equal to or less than the circumferential length of the shaft 200 Ru. That is, the inner diameter of the lip portion 13 is designed to be larger than the outer diameter of the shaft by the width of the slit in the circumferential direction.

<実施例1に係る密封装置の優れた点>
以上説明した実施例1の密封装置100において、板ばね20はV字形状であり、軸線方向の長さL3に対して径方向の長さL1が短くなるように設計されている。V字形状の板ばね20は、軸線方向の長さL3に対して径方向の長さL1を短くしていくと、板ばね20の径方向の長さL1がゼロに近い長さまで圧縮されるような変形を受けても、塑性変形せず弾性変形するように設計することができる。これにより、密封装置100をシリンダ300に装着する際の軸200との干渉や軸の過度の偏心等により板ばね20の径方向の長さL1がゼロに近い長さまで圧縮されるようなことがあっても、板ばね20が塑性変形することを抑制できるので、板ばね20がリップ部13を押圧する機能が低下することを抑制できる。
<Excellent points of the sealing device according to the first embodiment>
In the sealing device 100 of the first embodiment described above, the plate spring 20 is V-shaped, and is designed such that the radial length L1 is shorter than the axial length L3. In the V-shaped plate spring 20, when the radial length L1 is shortened with respect to the axial length L3, the radial length L1 of the plate spring 20 is compressed to a length close to zero. Even if it receives such deformation, it can be designed to be elastically deformed without plastic deformation. As a result, the radial length L1 of the leaf spring 20 is compressed to a length close to zero due to interference with the shaft 200 when mounting the sealing device 100 on the cylinder 300, excessive eccentricity of the shaft, or the like. Even if it exists, since it can suppress that the plate spring 20 carries out plastic deformation, it can suppress that the function to which the plate spring 20 presses the lip part 13 falls.

ここで、V字形状の板ばね20の径方向の長さL1を軸線方向の長さL3に対し短くすると、板ばね20の弾性力(緊迫力)が小さくなる。そのため、板ばね20がリップ部13を軸200の方へ押圧して変形させる量が少なくなる。   Here, when the radial length L1 of the V-shaped plate spring 20 is shorter than the axial length L3, the elastic force (tension force) of the plate spring 20 is reduced. Therefore, the amount by which the plate spring 20 presses the lip portion 13 toward the shaft 200 to deform it is reduced.

この点、実施例1の密封装置100では、リップ部13に、リップ部13の外周面133と内周面134を貫くように外部側(A)から機器内部側(M)へ延びるスリット15が周方向に間隔を空けて複数設けられているので、リップ部13の剛性が低い。そのため、板ばね20の緊迫力が小さくても、リップ部13を大きく変形させることができる。従って、リップ部13を確実に軸200の外周面に密着させることができ、密封装置100のシール性の低下を抑制することができる。このように、実施例1の密封装置100によれば、軸装着時等に密封装置100に過大な荷重がかかった場合に板ばね20が塑性変形することを抑制することができるとともに、板ばね20の緊迫力が小さくても密封装置100のシール性を確保することができる。   In this respect, in the sealing device 100 according to the first embodiment, the lip portion 13 has a slit 15 extending from the outer side (A) to the device inner side (M) so as to penetrate the outer peripheral surface 133 and the inner peripheral surface 134 of the lip portion 13. Since a plurality is provided at intervals in the circumferential direction, the rigidity of the lip portion 13 is low. Therefore, even if the tension force of the plate spring 20 is small, the lip portion 13 can be largely deformed. Therefore, the lip portion 13 can be reliably brought into close contact with the outer peripheral surface of the shaft 200, and the reduction in sealing performance of the sealing device 100 can be suppressed. As described above, according to the sealing device 100 of the first embodiment, it is possible to suppress plastic deformation of the leaf spring 20 when an excessive load is applied to the sealing device 100 at the time of shaft attachment or the like, and Even if the pressure force of 20 is small, the sealing performance of the sealing device 100 can be secured.

また、実施例1の密封装置100においては、リップ部13の剛性を低くするために複数のスリット15をリップ部13に設けているが、複数のスリット15の周方向の幅の合
計を除いたリップ部13の周長が軸20の周長以下になるように設計しているので、密封装置100をシリンダ300に装着して板ばね20の緊迫力によりリップ部13を軸200の外周面に密着させた状態において、スリット15の周方向の間隙をゼロに近い小さい値にすることができる。これにより、スリット15を設けても、外部側(A)からダストが機器内部側(M)に侵入することを抑制できる。
Further, in the sealing device 100 according to the first embodiment, although the plurality of slits 15 are provided in the lip portion 13 in order to lower the rigidity of the lip portion 13, the total of the circumferential widths of the plurality of slits 15 is excluded. Since the circumferential length of the lip 13 is designed to be equal to or less than the circumferential length of the shaft 20, the sealing device 100 is mounted on the cylinder 300 and the lip 13 is applied to the outer circumferential surface of the shaft 200 by the tension force of the plate spring 20. In the closely-contacted state, the circumferential gap of the slit 15 can be a small value close to zero. Thereby, even if the slits 15 are provided, it is possible to suppress dust from intruding into the device inner side (M) from the outside (A).

また、実施例1の密封装置100においては、リップ部13の先端131はシャープリップ又は微小なRリップに形成されているため、リップ部13と軸200との接触幅が小さくなる。これにより、板ばね20の緊迫力が小さくてもシール面の面圧が高くなり、シール性が向上するとともに、軸200の外周面に固着したダストを掻き落とすことも可能となる。   Further, in the sealing device 100 according to the first embodiment, since the tip end 131 of the lip portion 13 is formed as a sharp lip or a minute R lip, the contact width between the lip portion 13 and the shaft 200 is reduced. As a result, even if the tension force of the plate spring 20 is small, the contact pressure on the seal surface is increased, the sealability is improved, and it is possible to scrape off the dust adhering to the outer peripheral surface of the shaft 200.

また、実施例1の密封装置100においては、リップ部13の機器内部側(M)の内周面134と軸200の外周面とのなす角度αに対し、リップ部13の外部側(A)の内周面135と軸200の外周面とのなす角度βの方が大きいため、シール面における面圧の最大値が外部側(A)に位置し、軸200が往復移動する場合のシール面の面圧勾配が大きくなる。これにより軸200とシリンダ300とが軸線方向に相対的に往復移動する場合に液体ダストに対し液体膜を薄くできるため、液体ダストに対する良好なシール性が得られる。   Further, in the sealing device 100 of the first embodiment, the outer side (A) of the lip portion 13 with respect to the angle α formed by the inner peripheral surface 134 of the lip portion 13 on the device inner side (M) and the outer peripheral surface of the shaft 200. Of the seal surface in the case where the maximum value of the surface pressure on the seal surface is located on the outer side (A) and the shaft 200 reciprocates Surface pressure gradient becomes large. As a result, when the shaft 200 and the cylinder 300 relatively reciprocate in the axial direction, the liquid film can be made thinner with respect to liquid dust, so that good sealability with respect to liquid dust can be obtained.

(実施例2)
次に、本発明の実施例2について説明する。以下、実施例1との相違点を中心に説明し、実施例1と共通の事項に関しては詳細な説明を省略する。
(Example 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described, and detailed descriptions of matters in common with the first embodiment will be omitted.

実施例2は、リップ部13に設けられるスリットの形状が実施例1と異なる。実施例2に係る密封装置101の一部を拡大した斜視図を図6に示す。また、密封装置101の周方向に平行な面による断面(図1のBB断面)による模式的断面図を図7に示す。なお、図6、図7において板ばね20は図示していない。図6,図7に示すように、実施例2の密封装置101のシール本体11のリップ部13には、リップ部13の外周面133と内周面134を貫くように外部側(A)から機器内部側(M)へ延びるスリット16が周方向に間隔を空けて複数設けられており、スリット16は軸線方向に対して角度を付けて設けられている点で実施例1と異なる。スリット16が軸線方向に対し角度を付けて設けられているとは、スリット16は軸線を含む平面とは平行ではないということである。   The second embodiment differs from the first embodiment in the shape of the slits provided in the lip portion 13. The perspective view which expanded a part of sealing device 101 which concerns on Example 2 is shown in FIG. Further, FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a cross section (BB cross section of FIG. 1) taken along a plane parallel to the circumferential direction of the sealing device 101. The plate spring 20 is not shown in FIGS. 6 and 7. As shown in FIGS. 6 and 7, in the lip portion 13 of the seal body 11 of the sealing device 101 of the second embodiment, the outer peripheral surface 133 and the inner peripheral surface 134 of the lip portion 13 are pierced from the outer side (A). A plurality of slits 16 extending to the device inner side (M) are provided at intervals in the circumferential direction, and the slits 16 are different from the first embodiment in that they are provided at an angle with respect to the axial direction. The fact that the slits 16 are provided at an angle to the axial direction means that the slits 16 are not parallel to the plane containing the axis.

<実施例2に係る密封装置の優れた点>
スリット16が軸線方向に対し角度を付けて設けられていることで、軸線方向に流通性が低下するため、外部側(A)からスリット16を介して異物が機器内部側(M)に侵入することを抑制できる。
<Excellent points of the sealing device according to Example 2>
Since the slits 16 are provided at an angle to the axial direction, the flowability in the axial direction is reduced, so foreign matter intrudes into the inside (M) of the apparatus from the outside (A) through the slits 16 Can be suppressed.

実施例1では、複数のスリット15の周方向の幅の合計を除いたリップ部13の周長が軸20の周長以下になるようにスリット15及びリップ部13を設計する例を説明したが、このように設計したとしても、公差や温度変化により、密封装置100の装着状態で常にスリット15の周方向の隙間をゼロに近い小ささにすることは難しい場合がある。この点、実施例2によれば、スリット16が軸線方向に角度を付けて設けられているため、温度変化等によりスリット16の周方向の隙間が多少大きくなったとしても、ダストに対するシール性の低下を抑制することができる。   In the first embodiment, an example has been described in which the slit 15 and the lip portion 13 are designed such that the circumferential length of the lip portion 13 excluding the total of the circumferential widths of the plurality of slits 15 is equal to or less than the circumferential length of the shaft 20. Even if designed in this way, it may be difficult to make the circumferential gap of the slit 15 always as small as zero in the mounted state of the sealing device 100 due to tolerances and temperature changes. In this respect, according to the second embodiment, since the slits 16 are provided at an angle in the axial direction, even if the clearance in the circumferential direction of the slits 16 becomes somewhat large due to a temperature change, etc. It is possible to suppress the decrease.

(実施例3)
次に、本発明の実施例3について説明する。以下、実施例1との相違点を中心に説明し、実施例1と共通の事項に関しては詳細な説明を省略する。
(Example 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described, and detailed descriptions of matters in common with the first embodiment will be omitted.

図8は本発明の実施例3に係る密封装置102の模式的断面図である。図8に示すように、実施例3に係る密封装置102においては、実施例1の板ばね20の代わりに、コイルスプリング40がシール本体10の環状溝17内に設けられている。コイルスプリング40は、シール本体10のリップ部13を径方向内側に付勢するように、シール本体10の外周基部12の内周面122に設けられた装着溝123に装着される。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a sealing device 102 according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, in the sealing device 102 according to the third embodiment, a coil spring 40 is provided in the annular groove 17 of the seal main body 10 instead of the plate spring 20 of the first embodiment. The coil spring 40 is mounted in a mounting groove 123 provided on the inner peripheral surface 122 of the outer peripheral base 12 of the seal main body 10 so as to bias the lip portion 13 of the seal main body 10 radially inward.

<実施例3に係る密封装置の優れた点>
コイルスプリング40は伸張量(スプリングの自由長から伸ばした量)に対して広い弾性域をもち、コイル断面は、剛性が高く塑性変形しにくいため、リップ部13を付勢する付勢部材としてコイルスプリング40を用いることにより、密封装置102の装着時や軸200の過大な偏心等によりコイルスプリング40に大きな荷重がかかっても密封装置102のシール性の低下を抑制することができる。
<Superior points of the sealing device according to the third embodiment>
The coil spring 40 has a wide elastic range with respect to the amount of extension (the amount extended from the free length of the spring), and the coil cross section has high rigidity and is unlikely to be plastically deformed. By using the spring 40, even when a large load is applied to the coil spring 40 due to attachment of the sealing device 102 or excessive eccentricity of the shaft 200, etc., it is possible to suppress a decrease in sealing performance of the sealing device 102.

シール本体10の寸法によっては、コイルスプリング40の弾性力(緊迫力)を大きくすることが困難であるが、コイルスプリング40が径方向内側に押圧するリップ部13には実施例1で説明したスリット15又は実施例2で説明したスリット16が設けられており、リップ部13の剛性が低いため、コイルスプリング40の緊迫力が小さくてもリップ部13を変形させることができる。従って、シール性の低下を抑制できるとともに、密封装置102に作用する荷重によりコイルスプリング40が塑性変形してしまうことも抑制できる。   Depending on the size of the seal body 10, it is difficult to increase the elastic force (tension force) of the coil spring 40, but the slit described in the first embodiment is in the lip portion 13 pressed radially inward by the coil spring 40. Since the slit 16 described in 15 or the second embodiment is provided and the rigidity of the lip portion 13 is low, the lip portion 13 can be deformed even if the tension force of the coil spring 40 is small. Therefore, while being able to suppress the fall of sealing performance, it can also suppress that the coil spring 40 is plastically deformed by the load which acts on the sealing device 102.

また、実施例3の場合でも、実施例1で説明したようにリップ部13の先端131をシャープリップ又は微小なRリップとすることで、コイルスプリング40の緊迫力が小さくてもシール面の面圧を高くすることができる。   Also in the case of the third embodiment, as described in the first embodiment, the tip 131 of the lip portion 13 is a sharp lip or a minute R lip so that the surface of the seal surface is small even if the tension force of the coil spring 40 is small. The pressure can be increased.

(変形例)
上記各実施例では、シリンダの内周面の装着溝に密封装置を装着し、密封装置の内周側と軸の外周側とが接触してシールする密封構造の例を説明したが、軸の外周面に設けた装着溝に密封装置を装着し、密封装置の外周側とシリンダの内周側とが接触してシールする密封構造にも本発明は適用できる。その場合、密封装置のシール本体は外周側にリップ部を備え、当該リップ部にスリットが設けられることになる。これによりリップ部の剛性が低下するので、シール本体の装着溝に装着されるV字形の板ばねやコイルスプリングによる径方向外側への弾性力が小さくてもリップ部を変形させやすくなる。そのため、過大な荷重による塑性変形を抑制するためにコイルスプリングや軸線方向の長さが長いV字形の板ばねを用いた場合でも、板ばねやコイルスプリングの弾性力によるリップ部のシール性の低下の抑制効果が得られる。
(Modification)
In each of the above embodiments, the sealing device is mounted in the mounting groove of the inner peripheral surface of the cylinder, and the example of the sealing structure in which the inner peripheral side of the sealing device contacts the outer peripheral side of the shaft to seal is described. The present invention can also be applied to a sealing structure in which a sealing device is mounted in a mounting groove provided on an outer peripheral surface, and the outer peripheral side of the sealing device contacts the inner peripheral side of the cylinder to seal. In that case, the seal body of the sealing device is provided with a lip on the outer peripheral side, and the lip is provided with a slit. As a result, the rigidity of the lip portion is reduced, so that the lip portion can be easily deformed even if the elastic force outward in the radial direction by the V-shaped plate spring or coil spring mounted in the mounting groove of the seal body is small. Therefore, even if a coil spring or a V-shaped plate spring with a long axial length is used to suppress plastic deformation due to an excessive load, the sealing performance of the lip is reduced by the elastic force of the plate spring or the coil spring. Can be obtained.

10:シール本体
100:密封装置
101:密封装置
102:密封装置
11:シール本体
12:外周基部
121:突起
122:内周面
123:装着溝
13:リップ部
131:先端
132:先端
133:外周面
134:内周面
135:内周面
14:補強環
141:筒部
142:フランジ部
15:スリット
16:スリット
17:環状溝
18:胴体部
20:板ばね
200:軸
21:外周押圧部
211:先端
22:内周押圧部
221:先端
23:端部
300:シリンダ
310:装着溝
320:端部材
40:コイルスプリング
10: seal body 100: sealing device 101: sealing device 102: sealing device 11: seal main body 12: outer peripheral base 121: projection 122: inner peripheral surface 123: mounting groove 13: lip portion 131: tip 132: tip 132: tip 133: outer surface 134: inner circumferential surface 135: inner circumferential surface 14: reinforcing ring 141: cylindrical portion 142: flange portion 15: slit 16: slit 17: annular groove 18: body portion 20: leaf spring 200: shaft 21: outer circumferential pressing portion 211: Tip 22: Inner circumference pressing part 221: Tip 23: End 300: Cylinder 310: Mounting groove 320: End member 40: Coil spring

Claims (6)

軸とハウジングとの間の環状隙間を封止し外部から機器内部へのダストの侵入を抑制する密封装置であって、
環状の胴体部と、前記胴体部から径方向外側かつ外部側へ延びる外周基部と、前記胴体部から径方向内側かつ外部側へ延びて軸の外周面に接触するよう構成された弾性体製のリップ部と、を有し、ハウジングの内周面に装着されるシール本体と、
前記シール本体の外周基部、胴体部及びリップ部により形成される環状溝内に設けられ、前記リップ部を軸の外周面の方へ付勢する付勢部材と、
を備え、
前記リップ部には、前記リップ部の外周面と内周面を貫きかつ外部側の先端から機器内部側へ向かって延びるスリットが周方向に間隔を空けて複数設けられていることを特徴とする密封装置。
A sealing device for sealing an annular gap between a shaft and a housing to prevent dust from entering the device from the outside,
An annular body, an outer peripheral base extending radially outward and outward from the body, and an elastic body extending radially inward and outward from the body and contacting the outer peripheral surface of the shaft A seal body having a lip portion and attached to an inner circumferential surface of the housing;
An urging member provided in an annular groove formed by the outer peripheral base of the seal body, the body portion and the lip portion, and urging the lip portion toward the outer peripheral surface of the shaft;
Equipped with
The lip portion is characterized in that a plurality of slits extending through the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the lip portion and extending from the outer end to the device inner side are provided at intervals in the circumferential direction. Sealing device.
前記スリットは、軸線方向に対し角度を付けて設けられている請求項1に記載の密封装置。   The sealing device according to claim 1, wherein the slit is provided at an angle to the axial direction. 前記リップ部は、前記複数のスリットの周方向の幅の合計を除いた前記リップ部の前記軸との接触面における周長が、前記軸の外周面の周長以下になるように設計される請求項1又は2に記載の密封装置。   The lip portion is designed such that the circumferential length at the contact surface of the lip portion with the shaft excluding the sum of the circumferential widths of the plurality of slits is equal to or less than the circumferential length of the outer peripheral surface of the shaft The sealing device according to claim 1 or 2. 前記リップ部の内周面と前記リップ部が接触する軸の外周面とのなす角度は、機器内部側における角度より外部側における角度の方が大きい請求項1〜3のいずれか1項に記載の密封装置。   The angle between the inner peripheral surface of the lip portion and the outer peripheral surface of the shaft contacting the lip portion is larger at the outer side than at the inner side of the device. Sealing device. 前記付勢部材は、前記リップ部を径方向内側に付勢するコイルスプリングである請求項1〜4のいずれか1項に記載の密封装置。   The sealing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the biasing member is a coil spring that biases the lip inward in the radial direction. 前記付勢部材は、屈曲した端部と、前記端部から径方向外側へ延びて前記外周基部の内周面を押圧する外周押圧部と、前記端部から径方向内側へ延びて前記リップ部の外周面を押圧する内周押圧部と、を有する金属製の板ばねである請求項1〜4のいずれか1項に記載の密封装置。   The biasing member has a bent end, an outer peripheral pressing portion extending radially outward from the end to press the inner peripheral surface of the outer peripheral base, and extending radially inward from the end and the lip The sealing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the sealing device is a metal plate spring having an inner peripheral pressing portion for pressing the outer peripheral surface thereof.
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